Устройство для абразивной обработки с переменной скоростью резания

Устройство для абразивной обработки с переменной скоростью резания. Известно устройство для абразивной обработки плоских поверхностей, содержащее блок из шести чашечных шлифовальных кругов-сателлитов, установленных на осях с шестернями, обкатывающих зубчатое колесо водила, совершающую крутильные колебания, сообщаемые ему за счет шарнирно-рычажным механизмом. Недостатком этого устройства является низкая сбалансированность и повышенные вибрации, возникающие из-за совершающего сложное движение водила шарнирно-рычажного механизма. Устройство для абразивной обработки плоских поверхностей, отличающееся тем, что с целью повышения сбалансированности и уменьшения вибраций шарнирно-рычажный механизм устраняется, фиксируется ось, содержащая опорное зубчатое колесо, а последнее и приводные шестерни кругов-сателлитов заменяются некруглыми зубчатыми колесами эллиптической формы. В качестве сателлитов могут быть применены как круги формы ЧЦ, так и ЧК. Для повышения производительности рабочие поверхности внешнего шлифовального круга и кругов-сателлитов могут быть выполнены в параллельных плоскостях, что обеспечит двухступенчатую обработку.

Полезная модель относится к промышленному машиностроению и может быть использована в схемах торцешлифовальных станков для повышения производительности обработки плоских поверхностей торцом круга и стойкости инструмента.

Известно устройство для абразивной обработки плоских поверхностей [1], содержащее множество блоков из нескольких чашечных шлифовальных кругов-сателлитов, установленных на осях с шестернями, обкатывающих неподвижную шестерню, установленную на корпусе устройства.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство для абразивной обработки плоских поверхностей [2], содержащее блок из четырех чашечных шлифовальных кругов-сателлитов, установленных на осях с шестернями, обкатывающих неподвижное зубчатое колесо водила. Данный блок установлен во вращающемся корпусе с закрепленным шлифовальным кругом.

Особенностью работы кругов-сателлитов является вращение двух из них по часовой стрелке, а двух других - против. Такая особенность осуществляется за счет применения паразитных зубчатых колес.

Недостатком этого устройства является засаливание рабочих поверхностей шлифовальных кругов при обработке.

Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является повышение качества обработанных деталей и снижение себестоимости обработки.

Техническим результатом применения предлагаемой модели является уменьшение засаливания шлифовальных кругов, что приведет к уменьшению числа дефектов на поверхности обработанной детали, увеличению срока службы шлифовальных кругов, а так же к уменьшению частоты правки поверхности шлифовального круга.

Осуществляется это решение за счет непрерывного изменения скорости резания шлифовальными кругами-сателлитами. Такое изменение позволит достигнуть положительного эффекта уменьшения засаливания шлифовальных кругов за счет следующего [3]: переменная скорость резания вызовет изменение сил фрикционного взаимодействия в зоне резания. Коэффициент трения, зависящий от скорости взаимного перемещения контактирующих тел, будет также изменяться. В этом случае линия режущей кромки из «статической» превращается в «динамическую» (меняется ее расположение по отношению к поверхности абразивного зерна). Геометрическое расположение благоприятных для создания наростов на абразивном зерне зон нулевых касательных напряжений и зон максимальных локальных температур будет постоянно изменяться. Частота и амплитуда изменения скорости резания по времени будет влиять на эффективность ликвидации застойных зон. Касательные напряжения, возникающие в подобных зонах, не дают образовывать стабильные связи ковалентного и ионного типа, с которых и начинается процесс засаливания инструмента.

Непрерывное изменение скорости резания шлифовальными кругами-сателлитами достигается за счет того, что опорное зубчатое колесо и шестерни, установленные на осях, содержащих круги-сателлиты, выполнены в виде некруглых зубчатых колес эллиптического типа.

Дополнительное повышение производительности может осуществляться за счет использования кругов-сателлитов не чашечно-цилиндрической формы, а чашечно-конической. Большее повышение производительности может осуществляться за счет установки рабочей поверхности внешнего шлифовального круга в плоскости, параллельной плоскости, содержащей рабочие поверхности шлифовальных кругов-сателлитов.

На фиг.1 схематично изображено устройство для абразивной обработки с переменной скоростью резания чашечно-цилиндрическими кругами-сателлитами с использованием эллиптического зубчатого зацепления, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид снизу; на фиг.3 - устройство с чашечно-коническими кругами-сателлитами, на фиг.4 - устройство со шлифовальными кругами чашечно-цилиндрической (а) и чашечно-конической (б) форм, установленными с внешним кругом в параллельных плоскостях.

Устройство состоит из корпуса 1, вращающегося в консоли станка 10 за счет подшипников 11 и 12, прикрепленного к нему через водило 2 посредством винтов 3 внешнего шлифовального круга 4. В водиле 2 через подшипники 5 установлены оси 6 с шестернями 7, а так же внутренними абразивными чашечно-цилиндрическими кругами-сателлитами 8, закрепленными гайками 9. Так же на корпусе 1 закреплен шкив ременной передачи 13. В корпусе 1 через подшипники 14 установлена ось 15, которая соединена с фиксатором 16, закрепленным на консоли станка 10 винтом 17. На оси 15 закреплено опорное эллиптическое зубчатое колесо 18, находящееся в зацеплении с тремя внутренними шестернями 7. Внешние шестерни 7 находятся в зацеплении с внутренними попарно. Ось 15 может быть выполнена полой, а на конце иметь не менее 2-х наклонных концентричных отверстий для подвода СОЖ в зону резания.

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1, вращаясь от ременного привода через шкив ременной передачи 13, приводит во вращение внешний шлифовальный круг 4 и водило 2, которое, в свою очередь, заставляет три внутренних эллиптических шестерни 7 обкатываться вокруг опорного эллиптического зубчатого колеса 18 с постоянно изменяющейся скоростью. Три внешних эллиптических шестерни 7, находясь в зацеплении с внутренними, будут совершать вращение в противоположную сторону с большей средней скоростью. Изменяя эллипсность опорного зубчатого колеса 18 и шестерен 7 можно получить различные по амплитуде значения скорости резания. Изменяя радиус окружности, на которой расположены центры внешних кругов-сателлитов 8 можно получить различные средние значения скорости резания этими кругами.

Литература

1. Патент Франции на изобретение 2160236 А7 / Unite avec une pluralite de tetes de travail, pour des machines a lisser et similaires / Данелли Д. 72.40254; Заявл. 8.11.1972; Опубл. 28.05.1973.

2. Патент РФ на изобретение 2220039 / Устройство для абразивной обработки плоских поверхностей / Свитковский Ф.Ю., Иванова Т.Н., Варламов П.М., Кузнецов А.Ю., Люпа Д.С. 2002105414/02; Заявл. 28.02.2002; Опубл. 27.12.2003.

3. Мальцев П.Н. Кинетические особенности резания абразивными зернами с переменной скоростью / П.Н.Мальцев, И.П.Никифоров // Молодежная мысль в науке - инновационный потенциал будущего: Материалы XI областной научно-практической конференции молодых ученых. - Псков. - Издательство ППИ. - 2010. - С.121-125.

1. Устройство для абразивной обработки плоских поверхностей, содержащее установленный во вращающемся корпусе с закрепленным внешним шлифовальным кругом блок чашечных шлифовальных кругов-сателлитов, закрепленных на осях с шестернями, находящимися в зацеплении с опорным зубчатым колесом, установленным на оси, зафиксированной на консоли станка, отличающееся тем, что шестерни кругов-сателлитов и опорное зубчатое колесо выполнены в виде некруглых зубчатых колес эллиптического типа с обеспечением непрерывного изменения скорости резания.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что чашечные круги-сателлиты выполнены коническими.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что рабочая поверхность внешнего шлифовального круга выполнена в плоскости, параллельной плоскости рабочих поверхностей шлифовальных кругов-сателлитов.